天然气水合物

一种新型清洁能源
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天然气水合物（Gas Hydrate[2]）又称可燃冰（Combustible ice）、固体瓦斯、气冰、[12]甲烷水合物[2][4]，是一种由气体与水形成的并且具有笼状结构的似冰状结晶化合物，[10][1]外观通常呈冰状白色或浅灰色固态结晶物质，[1]是天然气分子被包进水分子中，在高压低温条件下结晶形成的。[13]其分子式为M·nH₂O，M为气体分子，n为水分子数，[14]一般甲烷为主要气体分子。[4]
天然气水合物硬度和剪切模量小于冰，密度与冰大致相等，热传导率和电阻率远小于冰，[15]具有极强的燃烧能力，燃烧时火苗呈蓝色，[9]在降压或升温等条件下其会逐步发生分解，生成烃类气体和水。[15]通常分布于海底和永久性冻土带，其中，3%分布在极地冻土带、内陆海及湖泊，97%分布在海洋。[16]据推断，其他行星或其卫星上也存在天然气水合物。[7]
天然气水合物是一种绿色洁净的新型能源，也是一种高能量密度的能源，[10][9]具有分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件好、清洁环保等优点，其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染远小于煤、石油等，且储量巨大，因此被国际公认为石油等的接替能源。[1]天然气水合物技术也可应用于天然气水合物储运、[17]海水淡化、[18]制冷、[19]分离甲烷等[20]方面。但天然气水合物同时也是一种危险的能源。[21]天然气水合物极不稳定，[22]不论是自然还是人为因素引起的温压的变化，都会将天然气水合物分解，引起海底滑坡、气候变暖和生物灭亡等灾害。[21]

形成及成藏条件

天然气输运过程中会形成的天然气水合物，[23]深海沉积物或陆域永久冻土中一定条件下会自然形成天然气水合物。[14]形成天然气水合物必须要满足三个基本条件：温度、压力和天然气物源。首先，可燃冰在0-10℃时生成，超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2-4℃左右；其次，可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。最后，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。[13]天然气水合物成藏的控制因素包括：天然气水合物稳定条件、气源条件、水源条件、天然气的运移条件、储集空间条件。[24]